上海光機所在偏振調控飛秒激光空氣成絲超連續光譜研究方面取得新進展

文章來源:上海光學精密機械研究所  |  發布時間:2020-08-12  |  【打印】 【關閉

  

  近期,中國科學院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室研究团队在偏振调控飞秒激光空气成丝诱导超连续光谱的研究方面取得新进展。相关研究成果发表于《光学快报》(Optics Letters)。

  相幹超連續譜是超快強激光脈沖在介質中非線性傳輸時出現的光學現象,相幹超連續譜光源在超短脈沖激光産生和壓縮、超高精度光學時頻計量、超快激光光譜和成像等領域具有重要應用。與基于體材料和光子晶體光纖産生超連續譜方法相比較,基于超快強激光氣體成絲的方法具有不受材料損傷阈值限制的顯著優勢。通過調控入射激光的偏振態可以影響超連續譜的産生,但是,已有的實驗觀測結果和機制分析仍存在分歧。

  在本工作中,研究人員通過調節四分之一波片來改變入射激光的偏振態,精確測量了不同偏振態下空氣中光絲産生的超連續譜的強度和展寬程度。研究發現,由于圓偏光産生的光絲內部強度強于線偏光,使得激光偏振態從線偏振經橢圓偏振到圓偏振的過程中,超連續譜的強度逐漸增強。同時,由于空氣中線偏振激光的三階非線性系數及産生的等離子體密度要高于圓偏振激光,使得線偏光同時具有更強的三階非線性自相位調制作用和等離子誘導的相位調制作用,因此,實驗上觀察到了超連續譜的展寬程度隨橢偏率的增加而逐漸減弱。基于求解非線性薛定谔方程得到的數值模擬結果與實驗結果相一致。該項研究成果澄清了該領域存在的分歧,對深入理解空氣中飛秒激光成絲誘導超連續譜的産生及調控方面都有重要作用。

  該項研究得到中科院先導B,中科院國際合作重點項目等的支持。

  原文鏈接

图1 (a)不同激光偏振态下空气中光丝超连续谱光谱图;(b)成丝后光谱强度积分随偏振角度的变化趋势;(c)超连续谱展宽短波部分截止波长 λmin随偏振角度的变化趋势

图2 线偏振和圆偏振激光成丝内部激光强度(a)和等离子体密度(b)随传输距离的变化;(c)光丝内部钳制强度(黑色)和能量沉积(蓝色)随激光偏振态的变化